بخشی از مقاله
خلاصه
مدل سازی دیوار مصالح بنایی در نرم افزار های عددی دارای پیچیدگی های خاصی می باشد . امروزه به دلیل تکنواوژی پیشرفته و هزینه بهینه در انجام پروژه های تحقیقاتی از نرم افزار های عددی جهت تحلیل و طراحی سازه استفاده می شود . در بیشتر تحقیقات قبل از آنالیز مربوطه ابتدا باید مدل مربوطه صحت صنجی شود .مدل سازی دیوار بنایی نیز از این قاعده مثتثنی نیست ، دیوار مصالح بنایی به دلیل مصالح مصرفی مانند آجر و ملات دارای رفتار ترد و شکننده می باشد از این رو مدل سازی دیوار مصالح بنایی در نرم افزار های المان محدود دارای پیچیدگی های خاص خود می باشد.
در این پژوهش برای بررسی رفتار دیوار مصالح بنایی از نوع آجری، یک نمونه دیوار با ابعاد، مشخصات و شرایط بارگذاری مطابق آزمایش مرجع [1] در نرم افزار المان محدود آباکوس استفاده شده بطوریکه براساس سادهسازی دوبعدی وبا استفاده از روش میکروی ساده شده به کمک نرم افزار اجزای محدود آباکوس، مدل کرده و نتایج تحلیل دیوارها با نمونه آزمایشگاهی مرجع مقایسه شد و دقت مدلسازی کامپیوتری به این روش آشکار گردید.منحنی ظرفیت و پارامترهایی چون شکل پذیری و سختی در وضعیت بهسازی نشده آن بدست آمد.
پس از آنکه دقت روش تحلیل کامپیوتری نسبت به نمونه واقعی دیوار ارزیابی گردید، همان دیوار را با استفاده از روش مقاوم سازی شاتکریت پیرامونی در نرم افزار آباکوس مدل شد و مجددا تحلیل و ارزیابی شد تا نتایج تحلیل شامل میزان افزایش ظرفیت و مقاومت دیوار مشخص گردد. درنتیجه ملاحظه می شود مدل عددی با مدل آزمایشگاهی دارای تطابق رفتاری مناسبی می باشد و یک راهکار مناسب جهت تحلیل مقاوم سازی دیوار بنایی در نرم افزار آباکوس ارایه گردید.
.1 مقدمه
ساختمان های بنایی غیر مسلح بهطور سنتی در اغلب کشورهای جهان ساخته شدهاند. کشورهای لرزهخیزی چون ایران نیز از این قاعده مستثنی نیستند. ساخت سازههای بنایی غیرمسلح باوجود پیشرفت تکنولوژی ساختمان و کاربرد سازههای بتنی و اسکلت فولادی هنوز در مناطقی از کشور رایج است. مسئله اصلی آسیبپذیری این سازهها در برابر تنشهای ناشی از زلزله است. این موضوع موجب عدم ایمنی کافی ساختمانهای بنایی در مواقع بروز زلزله میشود که ناشی از عدم رعایت اصول و ضوابط فنی لازم است.
از این رو لازم است بهمنظور تقویت این سازهها و بهبود عملکرد آنها برای کاهش آسیبهای ناشی از زلزله تدابیری اندیشیده شود. باید به این موضوع توجه کرد که به علت به دلیل تحمیل هزینه های گزاف مالی و توقف بهره برداری از سازه در یک بازه مشخص زمانی، امکان تخریب تمامی ساختمانهای ناایمن بنایی و جایگزینی آنها با سازه های مقاوم وجود ندارد، و از طرفی طبق تجارب زلزلههای بزرگ گذشته در منطقه ایران، از جمله زلزلههای بم و آذربایجان شرقی، که موجب بروز خسارات و تلفات جانی جبران ناپذیر شد، احتمال بروز مجدد زمینلرزه و پیامدهای وخیم انسانی و مالی ناشی از تخریب سازههای بنایی وجود دارد.
به همین دلیل ارزیابی آسیب پذیری سازه ها ی بنایی حائز اهمیت است تحقیقات متعددی برای تعیین ظرفیت مکانیزم های شکست درون صفحه ای دیوار های آجری مورد نیاز انجام شده است. تعدادی از محققین برروی روش های پیچیده اجزاء محدود واجزاء مجزاء تحقیق کرده اند در روش اجزاء محدود دو مدل سازی صورت می گیرد . روش مدل سازی میکرو که در آن آجر ها و لایه های ملات و نیز اتصال آجر و ملات به صورت مجزا مدل می شوند و روش مدل سازی ماکرو که در آن فرض می شود مصالح بنایی از مواد هموژن یا یکنواخت تشکیل شده اند و هر عضو باید توانایی مدل کردن رفتار متوسط مواد را داشته باشد در روش اجزاء مجزاء سازه به صورت بلوک های مجزا سر هم بندی شده و به صورت صلب یا انعطاف پذیر در نظر گرفته می شوند. که بصورت اعضاء تماسی الاستو پلاستیک عمل کرده و برای شبیه سازی نیروهای تماسی از معیار لغزش کلومب استفاده می کنند [. این روش بر اساس فرمول بندی تغییر مکان های کوچک برای آجر ها استوار است
.2 روش میکرو
در مدل میکرو از آنجا که واحدها و درزهای ملات به طور جداگانه دارای مواد مختلف تشکیل دهنده ساختمانی هستند، لذا تحلیل سازه ای نیز باید با توجه به مواد تشکیل دهنده مصالح بنایی صورت گیرد. در این روش، مشخصات مکانیکی واحد های بنایی و درزهای ملات که در مدل معرفی میگردند، به صورت مجزا و از طریق آزمایش بر روی مواد تعیین می شود. این نگرش، تحلیل کامپیوتری بیشتر و پیچیده تر و زمانبرتری را میطلبد ولی در عین حال مدل سازی دقیق تری از سازه را ارائه خواهد داد.
.3 ابعاد و مشخصات دیوار مورد بررسی
برای مدل سازی و اعتبار سنجی، دیوار مصالح بنایی از نوع آجری را که دیوار - A - نامگذاری شده است انتخاب کرده ایم. - شکل - 1 این دیوار در ابعاد 800میلیمتر در300 میلیمتر در 85 میلیمتر بوده، دارای یک رج میباشد و در درز های افقی و قائم آن ملات به ضخامت1 سانتیمتر پر شده است. آجر های مورد استفاده در این دیوار همان طور که در شکل 3-1 مشاهده میشود آجر سفالی مجوف است که درصد حفرات آن 42/5% و چگالی آن مطابق داده های موجود در مرجع [ 1 ] برابر با 970 kg/m3 میباشد.
مقاومت فشاری آجرها مطابق داده های موجود برابر MPa 9/8 و MPa 7/3 به ترتیب در راستای موازی و عمود بر حفرات می باشد.[1 ] بطور کلی رفتار دیوار های آجری در دو مود شکست داخل صفحه و خارج از صفحه بررسی می شود. در این مطالعات رفتار درون صفحه دیوار که بیشتر در ساختمان های بنایی ما باعث شکست دیوار می شود، مورد بررسی قرار می گیرد. در حالت رفتار درون صفحه دیوار، بسته به مقاومت کششی، برشی و فشاری مصالح، میزان سربار و ابعاد دیوار، مود های خرابی متفاوتی را می توان از دیوار انتظار داشت. این حالت ها در چهار گروه شکست برشی، لغزشی، گهواره ای و خرد شدگی پاشنه دسته بندی میشود. شکست دیوار بر اثر حرکت گهواره ای و نیز خرد شدگی پاشنه دیوار، از نوع شکست خمشی می باشند.
